JPH0726882B2 - トルク測定装置 - Google Patents
トルク測定装置Info
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- JPH0726882B2 JPH0726882B2 JP62084493A JP8449387A JPH0726882B2 JP H0726882 B2 JPH0726882 B2 JP H0726882B2 JP 62084493 A JP62084493 A JP 62084493A JP 8449387 A JP8449387 A JP 8449387A JP H0726882 B2 JPH0726882 B2 JP H0726882B2
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- measuring device
- torque
- torque measuring
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/06—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving mechanical means for indicating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトルク測定装置に関し、詳しくは、トルク測定
される機械要素に互いに距離をもって二つの部材を連結
し、前記機械要素にトルクが与えられた時に生じる前記
部材間の周方向で生じる相対回転変位を軸方向移動に変
換し、計測量として測定するため前記変換は、フォーク
状に形成されたトグルリンクによって行なわれるトルク
測定装置に関する。
される機械要素に互いに距離をもって二つの部材を連結
し、前記機械要素にトルクが与えられた時に生じる前記
部材間の周方向で生じる相対回転変位を軸方向移動に変
換し、計測量として測定するため前記変換は、フォーク
状に形成されたトグルリンクによって行なわれるトルク
測定装置に関する。
この種の従来の測定装置では、機械要素、例えば軸にパ
ルス発生用センサの対象物として機能する２つの歯車が
軸方向に距離をもって組み付けられる。この間隔は、ト
ルクが伝達される際軸の弾性のために生じるねじれ、つ
まり両歯車間の相対回転が測定可能となるように選ばれ
る。これにより２つの歯車によって生じるパルス列に時
間的なずれ、つまり２つの歯車の位相のずれが生じる。
このずれから伝達トルクが計算される。
ルス発生用センサの対象物として機能する２つの歯車が
軸方向に距離をもって組み付けられる。この間隔は、ト
ルクが伝達される際軸の弾性のために生じるねじれ、つ
まり両歯車間の相対回転が測定可能となるように選ばれ
る。これにより２つの歯車によって生じるパルス列に時
間的なずれ、つまり２つの歯車の位相のずれが生じる。
このずれから伝達トルクが計算される。
しかしながら、これでは回転している機械要素の場合に
可能であるにすぎない。これに対して、実際的には測定
されたトルクが予め定めた限界内に入っている場合にの
み機械を稼働するため、静止中の機械の部品に対してそ
れに加わるトルクを測定することがしきりに望まれてい
た。さらにこの従来の測定システムの欠点は軸方向に大
きな長さのアッセンブリが必要とされることである。何
故なら、２つのパルス発生用対象物を測定に十分な相対
的角変位を得るように互いに離す必要があるためであ
る。
可能であるにすぎない。これに対して、実際的には測定
されたトルクが予め定めた限界内に入っている場合にの
み機械を稼働するため、静止中の機械の部品に対してそ
れに加わるトルクを測定することがしきりに望まれてい
た。さらにこの従来の測定システムの欠点は軸方向に大
きな長さのアッセンブリが必要とされることである。何
故なら、２つのパルス発生用対象物を測定に十分な相対
的角変位を得るように互いに離す必要があるためであ
る。
トルク測定ハブの場合他の測定構成が用いられる。この
場合、測定すべき機械要素が断続されなければならな
い。その上測定ハブの両面に断続された機械要素のため
新しい支持手段を備えなければならない。つまりその構
成のために大きな空間が必要となる。そして既設装置へ
の組み付けは不可能である。
場合、測定すべき機械要素が断続されなければならな
い。その上測定ハブの両面に断続された機械要素のため
新しい支持手段を備えなければならない。つまりその構
成のために大きな空間が必要となる。そして既設装置へ
の組み付けは不可能である。
このような事情から出発し、冒頭で述べたトルク測定装
置を改善し、組み付ける空間がわずかですみ、しかも高
い測定精度を有する測定システムを提供することが本発
明の課題である。さらに従来の測定システムでは成し得
なかった静止時におけるトルク測定も可能とし、軸、ハ
ブそしてこれらの機械要素の接続部にも適し、既設の装
置に後から組み付けられるところの従来の問題点を全て
解消するシステムを提供する。
置を改善し、組み付ける空間がわずかですみ、しかも高
い測定精度を有する測定システムを提供することが本発
明の課題である。さらに従来の測定システムでは成し得
なかった静止時におけるトルク測定も可能とし、軸、ハ
ブそしてこれらの機械要素の接続部にも適し、既設の装
置に後から組み付けられるところの従来の問題点を全て
解消するシステムを提供する。
上記問題点は、本発明によれば、トグルリンクの両フォ
ーク歯が略平行に延びており、そのフォーク歯の端部は
それぞれ相対回転する部材に連結されると共に、前記フ
ォーク歯の一方の端部に孔が形成されていて、一方、フ
ォーク頭部は薄肉の弾性継手を介して共通の検出部に連
結されており、この検出部の軸方向位置が測定される装
置、により解決される。つまりトルクが伝達される際に
生じる周方向の相対回転が、軸方向の動きに変換され、
この変換の際に増幅つまり変位が拡大される。このこと
により次の利点が生じる： 軸方向変位は測定工学的には軸方向変位や径方向変位よ
り適している。何故なら回転する回転要素の場合、周方
向の動きは取らえにくいし、径方向の動きは遠心力の影
響を受けるからである。変換と同時にその変位の機械的
な増幅も行なわれ、このことにより元の変形は大変わず
かなものでよい。それでトルク測定のためその相対回転
が用いられるところの部材は、互いに従来知られている
測定システムの場合よりはるかに近づけて位置させるこ
とができ、同時にはるかに大きな測定信号が生じ、高い
測定精度が得られる。元は非常にわずかな相対回転変位
でよいので、本発明によるシステムは短い軸片やハブ部
さらにはそのような機械要素にも適しており、その際互
いに相対回転する部材は軸方向ではなく径方向に並設さ
れる。
ーク歯が略平行に延びており、そのフォーク歯の端部は
それぞれ相対回転する部材に連結されると共に、前記フ
ォーク歯の一方の端部に孔が形成されていて、一方、フ
ォーク頭部は薄肉の弾性継手を介して共通の検出部に連
結されており、この検出部の軸方向位置が測定される装
置、により解決される。つまりトルクが伝達される際に
生じる周方向の相対回転が、軸方向の動きに変換され、
この変換の際に増幅つまり変位が拡大される。このこと
により次の利点が生じる： 軸方向変位は測定工学的には軸方向変位や径方向変位よ
り適している。何故なら回転する回転要素の場合、周方
向の動きは取らえにくいし、径方向の動きは遠心力の影
響を受けるからである。変換と同時にその変位の機械的
な増幅も行なわれ、このことにより元の変形は大変わず
かなものでよい。それでトルク測定のためその相対回転
が用いられるところの部材は、互いに従来知られている
測定システムの場合よりはるかに近づけて位置させるこ
とができ、同時にはるかに大きな測定信号が生じ、高い
測定精度が得られる。元は非常にわずかな相対回転変位
でよいので、本発明によるシステムは短い軸片やハブ部
さらにはそのような機械要素にも適しており、その際互
いに相対回転する部材は軸方向ではなく径方向に並設さ
れる。
この増幅、つまり変位の拡大は、さらに軸方向変位の測
定の際必然的に存在する軸受けのあそび、弾性変形、熱
膨脹による測定結果の誤差を減少させ、これは増幅係数
が大きければ大きい程その減少率も大きくなると言う利
点も有する。
定の際必然的に存在する軸受けのあそび、弾性変形、熱
膨脹による測定結果の誤差を減少させ、これは増幅係数
が大きければ大きい程その減少率も大きくなると言う利
点も有する。
相対回転を拡大された軸方向移動に変換するやり方は、
いわゆる”トグルリンク”で行なわれ、前記トグルリン
クはその端部をそれぞれ互いに相対回転する部材にそし
てその他端をその軸方向位置が測定される検出部に連結
されている。トグルリンク自体は弾性体でも剛性体でも
よいが、剛性体の場合は互いに相対回転する部材と弾性
的に連結しなければならない。各トグルリンクは、検出
部に連結されるフォーク状部材として形成されていてそ
の一方のフォーク歯は一方の回転部材にそして前記フォ
ーク歯に交差する他方のフォーク歯は他方の回転部材に
連結されている。しかも、前記フォーク歯の一方の端部
に孔が形成されていると共に、フォーク頭部が薄肉の弾
性継手を介して共通の検出部に連結されるようになって
いるので、相対回転部材の弾性変位に基づく相対変位を
極めて敏感に捕らえることができる。その際このフォー
ク歯は押しに強い板片から構成され、弾性リンクによっ
て両方の相対回転部材に連結されるのもよい。
いわゆる”トグルリンク”で行なわれ、前記トグルリン
クはその端部をそれぞれ互いに相対回転する部材にそし
てその他端をその軸方向位置が測定される検出部に連結
されている。トグルリンク自体は弾性体でも剛性体でも
よいが、剛性体の場合は互いに相対回転する部材と弾性
的に連結しなければならない。各トグルリンクは、検出
部に連結されるフォーク状部材として形成されていてそ
の一方のフォーク歯は一方の回転部材にそして前記フォ
ーク歯に交差する他方のフォーク歯は他方の回転部材に
連結されている。しかも、前記フォーク歯の一方の端部
に孔が形成されていると共に、フォーク頭部が薄肉の弾
性継手を介して共通の検出部に連結されるようになって
いるので、相対回転部材の弾性変位に基づく相対変位を
極めて敏感に捕らえることができる。その際このフォー
ク歯は押しに強い板片から構成され、弾性リンクによっ
て両方の相対回転部材に連結されるのもよい。
第１図〜第３図を参照して、本発明の実施例を説明す
る。この実施例において、測定装置が取り付けられてい
る機械要素はベルトプーリ50であり、このベルトプーリ
50は後記する一方の相対回転部材53とネジで固定されて
いる。この相対回転部材53の軸芯よりの位置に、周方向
に連続した多数の軸方向穴を設けて、この穴51の径方向
外側と内側に位置する周囲領域間に弾性変位が生じる。
この穴51の径方向内側に位置する他方の相対回転部材52
に、アングルリング52bがネジ固定されている。つま
り、このアングルリング52bが他方の相対回転部材とし
て作用する。これら両部材53、52bの相対回転が、伝達
トルクを求めるために利用されるのである。両部材53、
52bを接続するために、比較的がっしりしたトグルリン
ク155が用いられている。このトグルリンクは削り出し
で作られ、堅固なものとなっている。これにより、トグ
ルリンクと検出部たる検出リングから成る弾性系の高い
自己振動数が得られ、検出リングの指示精度が振動によ
って誤差をもつ危険性が著しく減少される。
る。この実施例において、測定装置が取り付けられてい
る機械要素はベルトプーリ50であり、このベルトプーリ
50は後記する一方の相対回転部材53とネジで固定されて
いる。この相対回転部材53の軸芯よりの位置に、周方向
に連続した多数の軸方向穴を設けて、この穴51の径方向
外側と内側に位置する周囲領域間に弾性変位が生じる。
この穴51の径方向内側に位置する他方の相対回転部材52
に、アングルリング52bがネジ固定されている。つま
り、このアングルリング52bが他方の相対回転部材とし
て作用する。これら両部材53、52bの相対回転が、伝達
トルクを求めるために利用されるのである。両部材53、
52bを接続するために、比較的がっしりしたトグルリン
ク155が用いられている。このトグルリンクは削り出し
で作られ、堅固なものとなっている。これにより、トグ
ルリンクと検出部たる検出リングから成る弾性系の高い
自己振動数が得られ、検出リングの指示精度が振動によ
って誤差をもつ危険性が著しく減少される。
特に第２図から理解できるように、フォーク状のトグル
リンク155は２つの平行に延設された歯155aと155bから
構成され、その歯はそれぞれ互いに相対回転する部材52
と53に連結されている。ここでは先の実施例の構成とは
違って、この２つのフォーク歯の屈曲点は軸方向に並列
しているので、互いに相対的に回転する部材のうち内側
の部材52はアングルリング52bにより他の部材53のほぼ
半径のところまで外方に延長されている。トグルリンク
155はその歯155aと155bを互いに向き合った平面52bと53
に取り付けている。他の端部、つまり頭部は検出リング
59に取り付けられ、部材52と53との間で生じる回転角と
回転方向に応じて多かれ少なかれ軸方向と対応する方向
に変位する。
リンク155は２つの平行に延設された歯155aと155bから
構成され、その歯はそれぞれ互いに相対回転する部材52
と53に連結されている。ここでは先の実施例の構成とは
違って、この２つのフォーク歯の屈曲点は軸方向に並列
しているので、互いに相対的に回転する部材のうち内側
の部材52はアングルリング52bにより他の部材53のほぼ
半径のところまで外方に延長されている。トグルリンク
155はその歯155aと155bを互いに向き合った平面52bと53
に取り付けている。他の端部、つまり頭部は検出リング
59に取り付けられ、部材52と53との間で生じる回転角と
回転方向に応じて多かれ少なかれ軸方向と対応する方向
に変位する。
今述べた部材52と53との間の回転は又フォーク歯155aと
155bと屈曲点の交差を導くので、２つのフォーク歯のど
ちらかを径方向にたわみやすい連結を介して部材52b又
は53に取り付けることも好ましいことである。
155bと屈曲点の交差を導くので、２つのフォーク歯のど
ちらかを径方向にたわみやすい連結を介して部材52b又
は53に取り付けることも好ましいことである。
さらに振動を減衰させるためにトグルリンクをダンパー
材と組み合わせたり、あるいは検出リング59とその近く
のリング（ここではアングルリング52b）との間の中間
領域を弾性材やプラスチックで充填することも好まし
い。本実施例の測定装置がトルク線の遮断をすることな
しに取り付けられることができ、コンパクトな構成でも
って従来に較べ明らかに高い測定信号が生じ、その測定
信号が静止しており回転していない機械要素においても
さらにはその角度位置にかかわらず非接触式で得られ
る。
材と組み合わせたり、あるいは検出リング59とその近く
のリング（ここではアングルリング52b）との間の中間
領域を弾性材やプラスチックで充填することも好まし
い。本実施例の測定装置がトルク線の遮断をすることな
しに取り付けられることができ、コンパクトな構成でも
って従来に較べ明らかに高い測定信号が生じ、その測定
信号が静止しており回転していない機械要素においても
さらにはその角度位置にかかわらず非接触式で得られ
る。
図面は本発明によるトルク測定装置の実施例に係り、第
１図はトルク測定装置の実施例を表す部分側面断面図
（第３図のＩ−Ｉ線切断矢視図）。第２図は、第１図の
トルク測定装置の部分平面図。第３図は、第1,2図の一
点鎖線位置の部分断面図。図である。 52b,53……回転部材、59……検出部、155……トグルリ
ンク、155a,155b……フォーク歯
１図はトルク測定装置の実施例を表す部分側面断面図
（第３図のＩ−Ｉ線切断矢視図）。第２図は、第１図の
トルク測定装置の部分平面図。第３図は、第1,2図の一
点鎖線位置の部分断面図。図である。 52b,53……回転部材、59……検出部、155……トグルリ
ンク、155a,155b……フォーク歯
フロントページの続き (72)発明者 フランク・リーク ドイツ連邦共和国 6100 ダルムシュタッ ト−エバーシュタット アム エルフェン グルント 12 (56)参考文献 特開 昭59−63539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233522（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】トルク測定される機械要素に互いに距離を
もって二つの部材を連結し、前記機械要素にトルクが与
えられた時に生じる前記部材間の周方向で生じる相対回
転変位を軸（１）方向移動に変換し、この軸方向移動を
伝達トルクのための計測量として測定するため前記変換
は、フォーク状に形成されたトグルリンク（155）によ
って行なわれるトルク測定装置であって、 前記トグルリンク（155）の両フォーク歯（155a,155b）
が略平行に延びており、そのフォーク歯（155a,155b）
の端部はそれぞれ相対回転する部材（52b,53）に連結さ
れると共に、前記フォーク歯（155a,155b）の一方の端
部に孔（155c）が形成されていて、一方、フォーク頭部
は薄肉の弾性継手（155d）を介して共通の検出部（59）
に連結されていて、この検出部（59）の軸方向位置が測
定されることを特徴とするトルク測定装置。 - 【請求項２】前記フォーク歯（155a,155b）は、前記回
転部材（52b,53）の軸方向において一直線状に並設され
ている特許請求の範囲第１項に記載のトルク測定装置。 - 【請求項３】前記トグルリンク（155）は、バネ鋼ある
いはその種の材料からなる特許請求の範囲第１項又は第
２項に記載のトルク測定装置。 - 【請求項４】前記トグルリンク（155）は、剛性の金属
板からなる特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のト
ルク測定装置。 - 【請求項５】前記トグルリンク（155）は、ダンバー材
料と組み合わされている特許請求の範囲第１項又は第２
項に記載のトルク測定装置。 - 【請求項６】前記検出部（59）とその軸方向に移動でき
ない隣接部材との間の中間空間が、ダンバー材料で充填
されている特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１
項に記載のトルク測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3611509 | 1986-04-05 | ||
| DE3611509.6 | 1986-04-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318230A JPS6318230A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0726882B2 true JPH0726882B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=6298051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62084493A Expired - Fee Related JPH0726882B2 (ja) | 1986-04-05 | 1987-04-06 | トルク測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4809557A (ja) |
| JP (1) | JPH0726882B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01217224A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Toyoda Mach Works Ltd | トルクセンサー |
| DE3907707A1 (de) * | 1989-03-10 | 1990-09-13 | Ringspann Gmbh | Drehmoment-messeinrichtung |
| DE4014521C2 (de) * | 1990-05-07 | 1997-06-12 | Ringspann Gmbh | Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes |
| EP0755505B1 (en) * | 1994-04-11 | 2000-06-07 | Peter Neltoft | Device for use in manual control of the movement of a real or imaginary object |
| US5445036A (en) * | 1994-06-15 | 1995-08-29 | The University Of British Columbia | Torque sensor |
| US5969269A (en) * | 1996-10-10 | 1999-10-19 | Kop-Flex, Inc. | Flexible coupling with torque measuring and detecting device |
| DE19833359C1 (de) * | 1998-07-24 | 2000-06-08 | Mannesmann Vdo Ag | Drehmomentsensor |
| DE19961884C2 (de) * | 1999-12-20 | 2003-08-21 | Thomas Strothmann | Anordnung zur kontaktlosen Erfassung von Drehwinkeln, Drehmomenten und sonstigen, vorzugsweise rotatorischen Grössen zwischen rotierenden Teilen |
| FI118979B (fi) * | 2005-04-29 | 2008-05-30 | Metso Automation Oy | Menetelmä sakeuden mittaamiseksi, katkojarakenne ja sakeusmittari |
| US8167538B2 (en) * | 2008-10-16 | 2012-05-01 | Rolls-Royce Corporation | Torque monitoring apparatus |
| US7810402B2 (en) * | 2008-10-29 | 2010-10-12 | Rolls-Royce Corporation | Torque monitoring apparatus |
| WO2012134474A1 (en) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Ingersoll-Rand Company | Ring gears configured to encase in-line torque transducers for power tools |
| DE102013001829B4 (de) | 2013-02-04 | 2014-08-21 | Bourns, Inc. | Drehwinkel- und Torsionswinkelsensor |
| JP6366476B2 (ja) | 2014-11-14 | 2018-08-01 | 株式会社オーディオテクニカ | ワイヤレスマイクロホン |
| JP6561598B2 (ja) * | 2015-06-02 | 2019-08-21 | 日本精工株式会社 | トルク測定装置付回転伝達装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US682461A (en) * | 1900-09-04 | 1901-09-10 | John T Fanning | Transmitting-dynamometer. |
| SE364114B (ja) * | 1970-12-21 | 1974-02-11 | Statens Vaeg Och Trafikinst | |
| US3823608A (en) * | 1972-10-25 | 1974-07-16 | Southern Gas Ass | Torque transducer |
| SU466414A2 (ru) * | 1972-12-11 | 1975-04-05 | Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства | Измеритель мощности на валу |
-
1987
- 1987-04-01 US US07/032,808 patent/US4809557A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-06 JP JP62084493A patent/JPH0726882B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6318230A (ja) | 1988-01-26 |
| US4809557A (en) | 1989-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |